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          <article class="post">
    
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      <h1 class="post-title">计算机知识要点</h1>

      <div class="post-meta">
        <span class="post-time"> 2018-05-31 </span>
        <div class="post-category">
            <a href="/categories/linux/"> Linux </a>
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          <span class="more-meta"> 约 1805 字 </span>
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    </header>

    <div class="post-toc" id="post-toc">
  <h2 class="post-toc-title">文章目录</h2>
  <div class="post-toc-content">
    <nav id="TableOfContents">
  <ul>
    <li><a href="#cpu与核心">cpu与核心</a></li>
    <li><a href="#进程和线程">进程和线程</a></li>
    <li><a href="#串行并发与并行">串行，并发与并行</a></li>
    <li><a href="#多核下线程数量选择">多核下线程数量选择</a></li>
    <li><a href="#同步和异步">同步和异步</a></li>
  </ul>
</nav>
  </div>
</div>
    <div class="post-content">
      <ul>
<li>CPU的核心数，线程数</li>
<li>应用程序的多进程和多线程</li>
<li>串行并行和并发，同步和异步</li>
</ul>
<p><img src="http://p09g3b06f.bkt.clouddn.com/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%9F%A5%E8%AF%86%E8%A6%81%E7%82%B9/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BB%84%E6%88%90.jpg" alt="计算机组成"></p>
<h2 id="cpu与核心">cpu与核心</h2>
<p><strong>物理核心</strong>
物理核数量=cpu数(机子上装的cpu的数量) * 每个cpu的核心数</p>
<p><strong>虚拟核</strong></p>
<ul>
<li>
<p>所谓的4核8线程，4核指的是物理核心。通过intel超线程技术，用一个物理核模拟两个虚拟核，每个核两个线程，总数为8线程。</p>
</li>
<li>
<p>在操作系统看来是8个核，但是实际上是4个物理核。</p>
</li>
<li>
<p>通过超线程技术可以实现单个物理核实现线程级别的并行计算，但是比不上性能两个物理核。</p>
</li>
</ul>
<p><strong>单核cpu和多核cpu</strong></p>
<ul>
<li>都是一个cpu，不同的是每个cpu上的核心数</li>
<li>多核cpu是多个单核cpu的替代方案，多核cpu减小了体积，同时也减少了功耗</li>
<li>一个核心只能同时执行一个线程</li>
</ul>
<h2 id="进程和线程">进程和线程</h2>
<p><strong>进程</strong></p>
<ul>
<li>进程和线程都是一个时间段的描述，是CPU工作时间段的描述，不过是颗粒大小不同。</li>
<li>进程是操作系统进行资源（包括cpu、内存、磁盘IO等）分配的最小单位，进程与进程是独立</li>
<li>进程是应用程序的执行实例，每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它各种系统资源组成</li>
</ul>
<p><strong>线程</strong></p>
<ul>
<li>线程是cpu调度和分配的基本单位，一个进程至少一个主线程</li>
<li>我们打开的微信，浏览器都是一个进程</li>
<li>进程可能有多个子任务，比如微信要接受消息，发送消息，这些子任务就是线程。</li>
<li>资源分配给进程，线程共享进程资源。</li>
<li>进程之间是相互独立的，不共享内存和数据，线程之间内存和数据是通用的</li>
</ul>
<p><strong>线程切换</strong></p>
<ul>
<li>cpu给线程分配时间片(也就是分配给线程的时间)，执行完时间片后会切换都另一个线程。</li>
<li>切换之前会保存线程的状态，下次时间片再给这个线程时才能知道当前状态。</li>
<li>从保存线程A的状态再到切换到线程B时，重新加载线程B的状态的这个过程就叫上下文切换。</li>
<li>而上下切换时会消耗大量的cpu时间。</li>
</ul>
<p><strong>线程和进程开销</strong></p>
<ul>
<li>上下文切换消耗</li>
<li>线程创建和消亡的开销</li>
<li>线程需要保存维持线程本地栈，会消耗内存</li>
<li>进程要分配好多资源(cpu,寄存器，文件，内存，io设备等)所以开销大</li>
</ul>
<p><strong>总结</strong>
进程就是包换上下文切换的程序执行时间总和 = CPU加载上下文+CPU执行+CPU保存上下文。进程的颗粒度太大，每次都要有上下的调入，保存，调出。如果我们把进程比喻为一个运行在电脑上的软件，那么一个软件的执行不可能是一条逻辑执行的，必定有多个分支和多个程序段，就好比要实现程序A，实际分成 a，b，c等多个块组合而成。那么这里具体的执行就可能变成：程序A得到CPU =》CPU加载上下文，开始执行程序A的a小段，然后执行A的b小段，然后再执行A的c小段，最后CPU保存A的上下文。这里a，b，c的执行是共享了A的上下文，CPU在执行的时候没有进行上下文切换的。这里的a，b，c就是线程，也就是说线程是共享了进程的上下文环境，的更为细小的CPU时间段。</p>
<h2 id="串行并发与并行">串行，并发与并行</h2>
<p><strong>串行</strong></p>
<ul>
<li>单线程执行多个任务，执行时一个执行完再执行另一个。</li>
<li>比喻：吃完饭再看电视</li>
</ul>
<p><strong>并发</strong></p>
<ul>
<li>多个线程在单个核心运行，同一时间一个线程运行，系统不停切换线程，看起来像同时运行，实际上是线程不停切换。</li>
<li>在程序中我们开辟的线程数量大于cpu的数量，那么就会</li>
<li>比喻：一会儿去吃饭，一会儿去看电视</li>
</ul>
<p><strong>并行</strong></p>
<ul>
<li>每个线程分配给独立的核心，线程同时运行。</li>
<li>比喻：一边吃饭一边看球赛。</li>
</ul>
<h2 id="多核下线程数量选择">多核下线程数量选择</h2>
<p><strong>计算密集型</strong></p>
<ul>
<li>程序主要为复杂的逻辑判断和复杂的运算。</li>
<li>cpu的利用率高，不用开太多的线程，开太多线程反而会因为线程切换时切换上下文而浪费资源。</li>
</ul>
<p><strong>IO密集型</strong></p>
<ul>
<li>程序主要为IO操作，比如磁盘IO(读取文件)和网络IO(网络请求)。</li>
<li>因为IO操作会阻塞线程，cpu利用率不高，可以开多点线程，阻塞时可以切换到其他就绪线程，提高cpu利用率。</li>
</ul>
<p><strong>网络请求型</strong></p>
<ul>
<li>可以使用单线程加异步来处理</li>
</ul>
<h2 id="同步和异步">同步和异步</h2>
<p><strong>同步</strong></p>
<blockquote>
</blockquote>
<p>进程之间的关系不是相互排斥临界资源的关系，而是相互依赖的关系。进一步的说明：就是前一个进程的输出作为后一个进程的输入，当第一个进程没有输出时第二个进程必须等待。具有同步关系的一组并发进程相互发送的信息称为消息或事件。
其中并发又有伪并发和真并发，伪并发是指单核处理器的并发，真并发是指多核处理器的并发。</p>
<p><strong>异步</strong></p>
<blockquote>
</blockquote>
<p>异步和同步是相对的，同步就是顺序执行，执行完一个再执行下一个，需要等待、协调运行。异步就是彼此独立,在等待某事件的过程中继续做自己的事，不需要等待这一事件完成后再工作。线程就是实现异步的一个方式。异步是让调用方法的主线程不需要同步等待另一线程的完成，从而可以让主线程干其它的事情。</p>
<p>推荐：博文</p>
<ul>
<li><a href="https://blog.csdn.net/u012398362/article/details/51475213">多核CPU、多进程、多线程之间的联系</a></li>
<li><a href="http://www.cnblogs.com/tracylining/p/3506673.html">并发、并行、同步、异步、阻塞、非阻塞</a></li>
</ul>
    </div>

    <div class="post-copyright">
  <p class="copyright-item">
    <span class="item-title">文章作者</span>
    <span class="item-content">even</span>
  </p>
  <p class="copyright-item">
    <span class="item-title">上次更新</span>
    <span class="item-content">
        2018-05-31
        
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  </p>
  
  
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          <a href="/tags/%E5%BC%82%E6%AD%A5/">异步</a>
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